Biomechanica

Om de dagelijkse bewegingen en activiteiten in gang te kunnen zetten, moeten wij kunnen vertrouwen op ons musculoskeletaal systeem. Dit zorgt voor het genereren en overbrengen van kracht, zowel intern als extern. Spierkracht is een interne kracht, waarbij de spieren en pezen de ledematen en gewrichten in beweging zetten. Deze interne kracht en het lichaamsgewicht kunnen we uitoefenen op onze omgeving, de externe krachten. Biomechanica gaat zowel over de krachten die wij kunnen uitoefenen op een object of de omgeving, als over de krachten die werken op ons en andere organismen. De focus ligt hierbij op het moment voor, tijdens of na de beweging.

Onderwerpen rondom biomechanica die dit deelhoofdstuk behandelt:

1. In- en externe krachten
2. Twee belangrijke bewegingsvormen
3. Bewegingsvlakken
4. Zwaartepunt, steunvlak en evenwicht
5. Moment/torque
6. Moment arm 
7. Hefbomen
8. Toepassing in krachttraining

In- en externe krachten

Er zijn meerdere soorten krachten die een lichaam of object in beweging kunnen zetten of kunnen vervormen. Vanuit het lichaam gezien, verdelen we deze krachten in interne en externe krachten.

Interne krachten

Het menselijk lichaam is als een prachtig beweeglijke machine die zich door 4 open kinetische ketens (ledematen) in elke positie kan aanpassen om effectief en efficiënt kracht uit te oefenen op de omgeving. Een machine komt echter niet in de buurt van de mogelijkheden die het menselijk lichaam heeft. Zoals een machine vaak een gesloten kinetische keten is, kan de mens met verschillende open kinetische ketens veel vrije beweging bewerkstelligen. Deze beweging is een bijzondere samenwerking van veel spieren en komt tot uiting in het bewegen van één of meerdere gewrichten. De spieren brengen gecontroleerde bewegingen tot stand door kracht uit te oefenen (trek en duw) op de ledematen en gewrichten. Deze kracht noemen wij een interne kracht. Het is een kracht die wij zelf kunnen genereren door chemische energie in ons lichaam (Les 1A Core Business). Externe factoren/krachten kunnen invloed hebben op de prestatie van de interne kracht. Denk aan een gewicht op de schouders bij een back squat, of de ondergrond waarop je beweegt.

Externe krachten

Twee soorten externe krachten (uit de omgeving) zijn te onderscheiden die een belangrijke rol spelen bij beweging. Contactkrachten en aantrekkingskrachten. Beide spelen een rol bij de ondergrond waarop wij staan. Wij hebben contact met een vloer die ervoor zorgt dat wij niet dieper in de grond kunnen zakken; een contactkracht. De zwaartekracht is de aantrekkingskracht, die ervoor zorgt dat we op de grond blijven staan en niet zweven.

De daadwerkelijke uitwerking van externe krachten op een lichaam of object kunnen we pas bepalen als we iets weten over de massa. Hoe groter de massa van een lichaam of object, hoe meer kracht er nodig is om het in beweging te krijgen of om de beweging of snelheid van het bewegende object of lichaam te veranderen. Massa is traag. Denk aan het in beweging zetten van een stoel in vergelijking met een bank. Hierbij geldt ook; hoe meer massa, hoe minder snel wij het kunnen bewegen (force-velocity curve Les 8).

Het effect van deze twee soorten externe krachten (aantrekking en contact) op sporten, worden verdeeld in twee groepen; statisch en dynamisch. Statisch kan in stilstand zijn, maar ook in beweging met een constante snelheid (geen acceleratie; als vertraging of versnelling). Statisch betekent dat de tegenovergestelde krachten even groot zijn en elkaar opheffen. Ter illustratie: je staat op de grond. De zwaartekracht trekt jou naar beneden en is net zo groot als de kracht omhoog van de grond (normaalkracht) die jou tegenhoudt. De krachten op jouw lichaam zijn gebalanceerd. 

Dynamisch gaat over een disbalans van krachten op het lichaam. Dit is het geval wanneer iemand exponentieel versnelt of vertraagt. Om te versnellen of te vertragen, moet je een tegengestelde kracht overwinnen of tegenhouden. Hierdoor heffen de krachten elkaar niet op. Statische en dynamische uitwerking van krachten op het lichaam komen allebei voor in sport. 

Voorbeeld statisch vs. dynamisch

In het geval van een strict press; als je met constante snelheid de bar boven je hoofd uitduwt, zal de bar gemakkelijk in de handen blijven liggen. Zelfs als je de bar los zou laten en het gewicht vanzelf weer naar beneden wil als je die niet ondersteunt. Maar zou je hier een push press van maken en met een krachtige stoot vanuit de benen en armen de bar boven het hoofd duwen, dan zou de bar bij het loslaten verder boven je handen uit bewegen. Je hebt met interne kracht (spierkracht) de zwaartekracht (externe kracht) overwonnen. De bar kan door de snelheid deels nog verder omhoog bewegen. Zodra de snelheid afneemt, komt de bar uiteraard vanzelf weer naar beneden.

Twee belangrijke bewegingsvormen

Wanneer je begrijpt wat voor soort bewegingen het lichaam kan maken, kun je bepalen wat de interne krachten bewerkstelligen en hoe de externe krachten dit beïnvloeden. In menselijke bewegingen onderscheiden we twee fundamentele bewegingsvormen: lineair en angulair.

Lineair

Bij een lineaire beweging bewegen een aantal of alle delen van een lichaam in dezelfde richting. Dit kan een kaarsrechte lijn zijn, of met een kleine curve. Als we lopen dan bewegen wij ons hoofd, schouders en bekken dezelfde kant op. Ze leggen dezelfde afstand af op hetzelfde moment. Dit zou een puur lineaire beweging zijn. 

Angulair

Bij een angulaire beweging draaien een aantal of alle delen van een lichaam over dezelfde hoek rond een rotatieas. Als de beweging helemaal afgemaakt zou worden, zou de baan van het lichaam een perfecte cirkel zijn. De beweging wordt daarom ook wel rotationeel (rond rotatieas) of circulair genoemd. Bij een dumbbell bicep curl maakt de onderarm of het gewicht een angulaire beweging. Waarbij de elleboog de rotatieas is en het gewicht als beweging gedeeltelijk een cirkel maakt bij flexie van de elleboog. 

Discussie

Weinig natuurlijke bewegingen zijn echter puur lineair of angulair zijn. Als je kijkt naar een biceps curl, is de beweging puur angulair, zoals in het voorbeeld hierboven. Dit komt omdat zo goed als alle gewrichten in het menselijk lichaam in isolatie puur angulaire beweging kunnen maken. Maar op het moment dat er meerdere gewrichten een rol spelen in de beweging, zoals bij een lat pull down, is sprake van een lineaire én angulaire verplaatsing. De bar die je naar beneden trekt, beweegt in een rechte lijn naar beneden (lineair) maar de schouders en elleboog hebben een vaste rotatieas en bewegen de bovenarm en onderarm over een vaste angulaire baan. Deze vormen van bewegen zijn straks belangrijk bij het begrijpen van moment, hefbomen en momentarmen.

Bewegingsvlakken

Om te bepalen waar bepaalde lineaire of angulaire bewegingen plaatsvinden, is het belangrijk om hiervoor de juiste termen te gebruiken. Er zijn drie rotatieassen en drie vlakken waarin beweging plaatsvindt. De beweging over deze assen en in deze vlakken begint altijd vanuit de anatomische stand (Les 1A: Core Business). Sommige bewegingen kunnen puur in een vlak vallen, maar de meeste natuurlijke bewegingen vallen in meerdere vlakken. 

Sagittale vlak

Dit is het vlak dat het lichaam in zo goed als symmetrische linker en rechter delen verdeelt. De mediolaterale as (left-right axis in afbeelding) is de rotatieas die haaks op dit vlak staat en daarom bij dit vlak hoort. Beweging die je vanaf de zijkant kunt zien, is beweging in het sagittale vlak. Denk aan een voorwaartse of achterwaartse lunge of het voorwaarts heffen van het bovenbeen of de knie. De angulaire beweging in de heup gaat over de mediolaterale as. Je kunt de heup als rotatieas namelijk goed van de zijkant zien, als een soort middelpunt van de denkbeeldige cirkel die het been kan maken. 

Sagittale bewegingen:

• elleboogflexie en extensie
• heupflexie en extensie
• knieflexie en extensie

Frontaal vlak

Het frontale (coronal in afbeelding) vlak verdeelt het lichaam in een voor- en achterzijde (anterior en posterior). De anteroposterior as staat haaks op dit vlak en geeft de rotatie van de gewrichten weer in dit vlak. Bewegingen die je goed van de voor of achterkant kunt zien vallen binnen het frontale vlak. Bij het zijwaarts heffen van de arm of het been (abductie) kun je de beweging volledig zien, zoals bij een side raise, jumping Jack of laterale lunge. De rotatie van de schouder is ook goed te zien van de voor- of achterkant. Deze rotatie gaat dus over de anteroposterior as. 

Frontale bewegingen:

• laterale abductie en addductie van de arm 
• laterale abductie en addductie van het been

Transversale vlak

Het laatste vlak is horizontaal. Het transversale vlak verdeelt het lichaam in een boven- en onderkant (superior en inferior). Dit vlak staat ook wel bekend als het rotatievlak. De rotatie as die hierbij hoort, is de verticale as (craniocaudal axis in afbeelding). Binnen dit vlak en deze rotatieas, valt de rotatie van de romp en interne en externe rotatie van de schouder en heup. Voorbeeldoefeningen zijn de woodchop, chest fly en mobiliserende oefeningen voor de thoracale wervelkolom waarbij je roteert.

Transversale bewegingen:

• rotatie van de romp
• interne en externe rotatie van de schouder 
• interne en externe rotatie van de heup
• horizontale abductie en adductie van de arm
• horizontale abductie en adductie van het been

De bewegingsvlakken zijn dus te zien vanaf de anatomische stand, maar die neem je wel mee in jouw positie. Als je staat en een knie voorwaarts heft, beweeg je in het sagittale vlak, maar ook als je dit liggend doet, is dit nog steeds het sagittale vlak. De vlakken bewegen dus met jou mee.

Zwaartepunt, evenwicht en steunvlak

De bewegingen en krachten in de biomechanica zijn behandeld. Hoe komt beweging voor in sport en hoe hebben krachten daar uitwerking op? Bij de werking van externe krachten op het lichaam of een object spelen drie termen een cruciale rol: zwaartepunt, evenwicht en steunvlak. Zodra we de werking van de externe krachten hebben bepaald, kunnen we bepalen hoe de interne krachten daarop inwerken en de samenwerking volledig maken. 

Zwaartepunt

Les 1 behandelde al wat zwaartekracht is en wat het doet met een object of lichaam. Een lichaam of object kan aan meerdere kanten en uitsteeksel hebben. Het is daarom niet handig om de werking van zwaartekracht op elk apart onderdeel uit te tekenen. Voor ieder object of lichaam gebruiken we een zwaartepunt. Het zwaartepunt is een denkbeeldig punt waarin alle massa is geconcentreerd. Met andere woorden: vanaf dat punt trekt de zwaartekracht het object of lichaam naar beneden. Om te bepalen waar het zwaartepunt is, moet je kijken naar het middelpunt van het object. Bij een symmetrisch object is het zwaartepunt het daadwerkelijke middelpunt. Echter, bij een onregelmatige vorm is het vaak wat moeilijker te bepalen. Mede doordat het middelpunt binnenin een object kan zijn. Bij het menselijk lichaam is het vaak de navel. Dit is echter afhankelijk van de verdeling van iemands lichaamsgewicht en de positie waarin het verkeert. De lijn die we van het zwaartepunt naar beneden trekken, is de zwaartekracht. Hier kan ook verwezen worden naar: line of action, line of pull, weerstand of last. Hier gaan we later dieper op in. 

Evenwicht en steunvlak

De term evenwicht is ook in les 1 behandeld. Het belang van evenwicht bij het benoemen van het steunvlak, is dat er alleen evenwicht kan zijn als de line of action recht door het steunvlak gaat. Bij een persoon die rechtop staat, is het zwaartepunt de navel. De line of action loopt recht naar beneden vanaf de navel en het steunvlak is de ruimte onder en tussen de voeten. Aangezien hier de line of action recht door het steunvlak van de voeten gaat, kan de persoon makkelijk blijven staan. Er is evenwicht. Maar leunt de persoon een beetje voorover met gestrekte heupen en knieën, dan valt hij hoogstwaarschijnlijk om. Dit komt doordat het zwaartepunt, en daarmee de line of action, voor het steunvlak van de voeten wordt gebracht en er zo geen evenwicht meer is. Daarbij kunnen wij stellen: hoe groter het steunvlak, hoe groter de kans dat de line of action door het steunvlak gaat, hoe makkelijker je in evenwicht blijft. 

Moment/torque

Weet je nog wat een angulaire beweging is? Een beweging die met een rotatieas een volledige cirkel zou maken als dit mogelijk was. Maar de uitleg over angulaire beweging is niet volledig zonder het begrip moment uiteen te zetten. Moment is de kracht waarmee iets in beweging gezet kan worden. Maar als een object aan een kant vast zit (rotatieas), beweegt het object niet vooruit (lineair), maar draait het om dat punt heen (angulair). De kracht (moment) die een object/lichaam of deel daarvan in beweging zet, wat resulteert in een rotatie, heet torque. De termen moment en torque worden nog wel eens door elkaar gehaald. Een voorbeeld: als ik een deur open, creëer ik moment om de deur open te duwen. De rotatiekracht die ontstaat heet torque, omdat de deur vastzit aan een kant (scharnier). Als de deur los in de scharnieren had gezeten en niet was opengedraaid, maar recht naar voren op de grond was gevallen, zou er geen torque ontstaan zijn. 

Moment arm

Voordat hefbomen worden behandeld, is het handig om te weten wat een moment arm is. Nu je weet wat moment is, gaan we heel basaal kijken naar hoe moment een uitwerking heeft op een hefboom. Daarbij starten we met de volgende stelling:

“Hoe groter de kracht, hoe kleiner de moment arm. Hoe kleiner de kracht, hoe groter de moment arm.”

In het geval van een deur, zien we een aantal termen voorbij komen die we eerder hebben behandeld. Het scharnierpunt van de deur, waar het vastzit aan de muur, is de rotatieas. Dit wordt ook wel het fulcrum, draaipunt of steunpunt genoemd. De kracht die wij uitoefenen op de deur om deze te openen, staat haaks op de deur. Dit heet moment. Doordat de deur vastzit aan een kant wordt de beweging angulair. De afstand tussen de plek waar ik (of een object) moment (kracht) uitoefen(t) en de plek waar de deur vastzit (rotatieas/fulcrum), wordt de moment arm genoemd. Als ik kracht zet waar de deurklink zit, kan ik de deur met gemak open duwen. De moment arm is lang, dus de kracht is klein. Maar als ik dichtbij het scharnierpunt kracht zet, kost het mij erg veel moeite om de deur in beweging te krijgen. Probeer dit thuis maar eens. Een kleinere momentarm vraagt dus om een grotere kracht. 

Hefbomen

Hefbomen komen veel voor in sport. In de opleiding gebruiken we deze term dan ook vaak. Maar er is een duidelijk verschil tussen een hefboom en een moment arm. Door het gebruiken van een hefboom en een draaipunt, kunnen wij krachten/output vermenigvuldigen. De hefboom zelf is de volledige lengte van een staaf, stang of in het menselijk lichaam; een bot of bijvoorbeeld de wervelkolom, die samenwerkt met een draaipunt. Op deze hefboom kunnen meerdere krachten inspelen, deze momenten(krachten) hebben dan in de hefboom een eigen moment arm. Om dit duidelijk te maken, is het belangrijk om eerst de soorten hefbomen te kunnen herkennen. Ook is het belangrijk om in elke soort hefboom de rol van een moment arm te begrijpen. Er zijn drie klassen in hefbomen te onderscheiden. Bij de uitleg van deze hefbomen gebruiken we de eerder genoemde termen:

• fulcrum/draaipunt/rotatieas;
• moment/kracht/inspanning;
• momentarm;
• zwaartepunt;
• line of action/line of pull.

1. Primaire hefboom

Bij een primaire hefboom zit het fulcrum of draaipunt tussen de kracht/inspanning en de weerstand in. Een ouderwetse weegschaal of een wipwap zijn hier goede voorbeelden van. In het plaatje hieronder zie je een wipwap. Als object B (last) als eerste op de wipwap zat, zou de plank op de grond komen omdat er geen contragewicht (kracht) is dat de wipwap aan de andere kant naar beneden duwt. Object A of iemand die de wipwap duwt (inspanning), moet een even grote kracht naar beneden genereren zoals B doet. Als A en B dezelfde afstand hebben tot het fulcrum, moet de kracht (effort/zwaartekracht) even groot zijn om evenwicht te bewerkstelligen. De moment armen zijn dan gelijk. Als we object A dichter bij het fulcrum brengen, dus de moment arm verkorten, moet A meer kracht naar beneden genereren. Bij een kortere moment arm is dus een grotere kracht nodig.

2. Secundaire hefboom

Het voorbeeld van het openen van de deur is een mooi voorbeeld van een secundaire hefboom. Hier geldt dus dat de last tussen het fulcrum en de inspanning zit. Een kruiwagen is hier een goede illustratie van. In de afbeelding zien we de kruiwagen, met de last/load A en de inspanning B. Het fulcrum is het wiel van de kruiwagen. Zoals te zien in de afbeelding, zit de last A tussen het fulcrum en de kracht/inspanning die B moet leveren om de last op te tillen. Hier geldt weer, omdat de moment arm van B groot is, is de benodigde kracht klein. Ook geldt hoe kleiner de moment arm van A, hoe groter de last van A kan zijn. Bij een secundaire hefboom geldt dus, hoe dichter de last bij het fulcrum ligt, hoe meer gewicht er getild kan worden. Mede omdat dan de moment arm van B weer groter wordt. 

3. Tertiaire hefboom

Hoewel primaire en secundaire hefbomen zeker voorkomen in krachttraining en andere sporten, zijn de tertiaire hefbomen toch wel de belangrijkste. Dit omdat de meeste gewrichten in ons lichaam tijdens de bewegingen die wij te zien krijgen als personal trainers fungeren als tertiaire hefbomen. Dat betekent niet dat ze alleen maar als tertiaire hefbomen kunnen werken. Als voorbeeld nemen we de bicep curl, waarbij we kijken hoe de elleboog functioneert als tertiaire hefboom. De tertiaire hefboom lijkt heel veel op de secundaire hefboom. Echter nu zit de inspanning tussen het fulcrum en de last in. In de afbeelding zie je de elleboog die een bicep curl uitvoert. Bij een tertiaire hefboom geldt dat hoe groter het verschil is tussen de moment arm van de inspanning en die van de last, hoe meer kracht er geleverd moet worden. Om het weer terug te brengen bij de stelling van de moment arm: hoe kleiner de moment arm van de inspanning (ten opzichte van de moment arm van de last), hoe meer kracht er geleverd moet worden. Dus hoe groter de moment arm van de inspanning (ten opzichte van die van de last), hoe minder kracht er geleverd hoeft te worden. Daarmee kunnen we twee conclusies maken:

1. Hoe verder de aanzet van de biceps zit van de elleboog, hoe langer de moment arm van de inzet, hoe minder kracht ik hoef te leveren met hetzelfde gewicht. Dus hoe gunstiger mijn hefboom is.
2. Hoe langer de onderarm is, hoe langer de moment arm van de last is, hoe meer kracht er geleverd moet worden met hetzelfde gewicht. Dus hoe minder gunstig de hefboom is.

Toepassing in krachttraining

We gaan een aantal analyses maken van twee squat vormen, twee hinge vormen en verschillende posities waar wij de bar/load kunnen plaatsen. We gaan hier dus de termen toepassen die we in het stuk over biomechanica uiteengezet hebben. Zo brengen we de stof meer tot leven. De volgende termen komen aan bod: bewegingsvlak, zwaartepunt/line of action/line of pull, hefboom, moment arm en fulcrum.

Squat variaties

Door de verschillende variaties van de squat te analyseren aan de hand van wat we tot nu toe hebben geleerd over hefbomen en moment armen, kan je iets zeggen over de krachtverdeling op de romp en de gewrichten. De belangrijke gewrichten in de squat zijn de knieën en heupen. De focus zal dan ook meestal op deze gewrichten zijn bij de analyse van de squat.

Op de afbeelding zien we een front squat, high bar back squat en een low bar back squat uitgevoerd worden vanuit het sagittale vlak. Door de plaatsing van de bar ontstaan er verschillende vormen van een squat. De rode pijlen naar links geven de moment arm aan van de heup en de rode pijlen naar rechts de moment arm van de knie. De stippellijn in het midden is de line of action/pull. Dit geeft de zwaartekracht aan die van het zwaartepunt loodrecht op de aarde staat. We kijken dus naar twee gewrichten (heup en knie) die fungeren als fulcrum met verschillende hefbomen (de romp, de bovenbenen en de onderbenen).

Als we de afbeelding analyseren kunnen we de volgende conclusies trekken over de heup en de knie:

1. De moment arm over de heup is het grootst in de low bar back squat, dan in de high bar back squat en daarna de front squat. Hiermee kunnen we concluderen dat de torque in de heup, en daarmee de load die de heup draagt, het grootste is waar de moment arm het langste is. 
2. De moment arm over de knie is het grootst in de front squat, dan in de high bar back squat en daarna de low bar variant. Hiermee kunnen we concluderen dat de torque in de knie, en daarmee de load die de knie draagt, het grootste is waar de moment arm het langste is.
3. Een belangrijke kanttekening bij deze conclusie, is dat dit geldt voor deze posities en iemand met dezelfde antropometrie in dezelfde lifts. Iemand met een andere lichaamsverhouding kan misschien met dezelfde moment armen als bij de front squat ook een high bar back squat maken. Het onderverdelen in squat variaties betekent dus niet dat de een altijd meer de heup laadt en de ander altijd meer de knie. Als coach is het belangrijk om te leren kijken naar de moment arm van het gewricht dat belast wordt, dit geeft de meeste informatie.  

Belasting romp

Door de load in verschillende posities te plaatsen in de squat, krijgt de romp ook een andere belasting. Als je zelf meerdere squatstijlen hebt geprobeerd, kan je dit waarschijnlijk ook beamen. We gaan de verschillende moment armen van vier manieren van het laden van de squat analyseren. De squat varianten verschillen ook qua bewegingspatroon (zoals we hebben gezien in de vorige analyse), maar omdat daar heel veel verschillen in kunnen ontstaan (door verschillen in lichaamsverhouding of mobiliteit), baseren we de analyse puur op de plaatsing van de load.

Een schematische weergave van de wervelkolom en de moment armen van de verschillende posities om de squat te laden met eenzelfde gewicht:

• A: Low bar back squat
• B: High bar back squat
• C: Front squat
• D: Goblet squat.
• De blauwe lijn is de line of pull vanaf elk zwaartepunt van de load.
• Afstand tussen groene en blauwe lijn: moment arm per oefening op de thoracale wervelkolom.
• Afstand tussen de oranje en blauwe lijn: moment arm per oefening op de lumbale wervelkolom

Uit de analyse kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

1. Hoe groter de moment arm van de thoracale wervelkolom en de lumbale wervelkolom, hoe groter de torque en daarmee de belasting van die specifieke delen van de romp. Dus we zien bij de low bar back squat een lage belasting op de thoracale wervelkolom, maar nog wel een grote belasting bij de lumbale wervelkolom.
2. Core engagement puur door de plaatsing van eenzelfde load, is het grootst bij de goblet squat, dan de front squat, de high bar back squat en als laatste bij de low bar back squat.
3. D-C-B-A is de aflopende volgorde waarbij rompspanning de limiterende factor is, dus bij D het meest en bij A het minst.
4. Dit staat los van het relatieve gewicht dat verplaatst kan worden met deze variaties. Uiteraard is de belasting van de romp veel hoger bij een 180 kilo low bar back squat dan bij een 20 kilo goblet squat. Bij het zwaarder laden van de goblet squat, zullen de armen het eerder opgeven dan de romp.
5. Een belangrijke kanttekening. In beweging zal de romp een stuk naar voren komen in de squat. Vooral bij de back squat variaties en het meest nog bij de low bar vorm. Dit betekent wel dat de moment arm daardoor groter wordt op de lumbale wervelkolom. Omdat veel mensen bij de front squat rechtop kunnen blijven, blijft de moment arm daar vaak even of bijna even groot als bij de start. Afhankelijk van de vorm en uitvoering, is er dus een grote kans dat de moment arm op de onderrug van de back squat groter wordt dan bij de front squat door het meer voorover komen.

Hip hinge variaties

Ten slotte bespreken we de hip hinge variaties. We beperken het tot twee variaties, omdat ze heel duidelijk laten zien hoe de hefboom, de romp in dit geval, op verschillende manieren wordt uitgedaagd. In dit geval de Romanian deadlift tegenover de good morning. Daarnaast verklapt de naam al welk gewricht hier de belangrijkste functie in de hefboom heeft; de heup.

In de afbeelding staan twee stijlen van een pure hip hinge. De Romanian deadlift links en de good morning in het midden. Rechts staat een schematische weergave van de romp en de moment armen van die verschillende posities van de bar en daarmee de belasting op de thoracale of lumbale wervelkolom. Dit is niet in de eindpositie van de beweging, gezien dit per persoon sterk kan verschillen. Des te groter de bewegingsuitslag, des te groter de moment armen worden. De moment arm in de knie is in deze posities niet weergegeven, omdat het geen noemenswaardige functie vervult bij de pure hip hinge.

• A: Romanian deadlift
• B: Good morning
• Blauwe lijn: line of action van de load
• Rode pijl: moment arm
• Pijl tussen groene en blauwe lijn (rechter plaatje): moment arm op de lumbale wervelkolom
• Pijl tussen oranje en blauwe lijn (rechter plaatje): moment arm op de thoracale wervelkolom

Uit de afbeelding kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

1. De moment arm van de heup is groter in de good morning, dan in de Romanian deadlift. Daarmee is de kracht/torque die op de heup werkt groter met hetzelfde gewicht.
2. In de rechter afbeelding zien we dat de moment arm bij de Romanian deadlift op de thoracale wervelkolom niet zo groot is als die van de good morning, maar ook niet verwaarloosbaar is. 
3. De moment arm op de lumbale wervelkolom is bij beide oefeningen sterk aanwezig.
4. De good morning belast de volledige posterior chain flink, met twee grote moment armen op de heup en de wervelkolom.

Samenvatting en conclusie

Biomechanica gaat over bewegen en krachten. Interne krachten zetten ons in beweging en externe krachten beïnvloeden alles wat wij doen of willen doen. Er kunnen lineaire en angulaire bewegingen plaatsvinden in drie bewegingsvlakken en over drie rotatieassen. Door de zwaartekracht wordt elk object of lichaam op aarde vanuit het zwaartepunt naar de aarde getrokken. Dit geeft een bepaalde last of weerstand. Deze loodrechte lijn naar beneden vanaf een zwaartepunt heet de line of pull/action. We weten dat moment een hefboom of object met een rotatieas in beweging kan zetten en daarmee torque creëert. Als dit op een hefboom gebeurt, heeft dit moment een eigen moment arm die aangeeft hoe groot de rol van dat moment in de hefboom is. Op deze manier kunnen we dus ook kijken naar drie soorten hefbomen en dan met name de hefbomen die veel in ons lichaam voorkomen. Als we kijken naar de moment armen in de hefbomen in beweging, kunnen we zien wat voor rol bepaalde gewrichten spelen en wat voor effect een externe load hierbij kan hebben. Daardoor hoeven we niet vast te zitten aan de algemene regeltjes die bij oefeningen kunnen voorkomen, maar kunnen we elk bewegingspatroon per individu analyseren. 

Iets over de biomechanica achter beweegpatronen snappen, schept een mooie basis om dieper over bewegen na te kunnen denken zonder vast te zitten aan oefeningen. Door te kijken naar de moment armen en dit te koppelen aan termen als bewegingsuitslag en plaatsing van de external load, kunnen we bepalen wat voor effect een oefening heeft op een persoon. Niet iedereen zal hetzelfde resultaat behalen van een back of front squat. Maar iedereen gaat meer de kniestrekkers trainen in de squat als de moment arm op de knie significant groter is dan op de heup. 

Maak een mindmap over biomechanica 

Deze opdracht daagt je uit om de verschillende termen aan elkaar te linken en zo overzicht te krijgen. Het brein denkt graag in associaties. Een mindmap is een overzicht van een flinke dosis kennis waarbij je verschillende termen aan elkaar linkt. Zo krijg je een groot web van kennis over een specifiek onderwerp en ga je linken leggen met je eigen bestaande kennis. 

Deze systematiek is ontwikkelt door 2 Britse wetenschappers genaamd Tony en Barry Buzan (1993). Met een mindmap leg je relaties tussen verschillende delen van de tekst, waardoor verbanden ontstaan. Door de inhoud schematisch samen te vatten in hoofditems, subitems, vormen, kleuren en links, krijg je goed inzicht in de stof. 

Mindmappen overbrugt als het ware de kloof tussen denken en schrijven en stimuleert het geheugen. De associatieve wijze waarop je je gedachten ordent bij het mindmappen, sluit beter aan bij de werking van de hersenen dan bijvoorbeeld het maken van lineaire aantekeningen. Dit zijn aantekeningen waarbij je de hoofd- en deelonderwerpen onder of naast elkaar opsomt. Dat maakt een mindmap effectiever, efficiënter en praktischer dan lineaire aantekeningen.

Hoe maak je een mindmap?

Hieronder volgen een aantal tips bij het maken van een mindmap. Het is een persoonlijk en creatief proces is, waarbij je zelf bepaalt hoe je de associaties op papier wilt vormgeven. Het geven van een gedetailleerde instructie kan dit ‘eigen’ proces in de weg staan. Zie de tips hieronder vooral als inspiratie.

1. Start met een centraal concept

Bij voorkeur staat in een mindmap een concept centraal. Daaromheen werk je alle associaties met dat concept uit.

2. Voornaamste thema’s

Meestal helpt het om gerelateerd aan dat centrale concept een aantal hoofdthema’s te identificeren. Daarmee breng je wat ordening aan in je associaties. Zeker als je op papier werkt, is het wel handig om hier van te voren over na te denken. Eenmaal de structuur op papier, is wijzigen niet zo makkelijk. (Tip: werk met een ouderwetse potlood en gum). Op de computer is dat makkelijker om gaandeweg aan te passen.

3. Verdere vertakking

Meestal werk je in een mindmap min of meer hiërarchisch, omdat veel concepten nu eenmaal hiërarchisch zijn opgebouwd. Je krijgt dus al gauw een centraal concept dat naar alle kanten toe uitwaaiert in steeds meer specifieke begrippen. Hierdoor kun je gemakkelijk hoofd- en bijzaken van elkaar onderscheiden.

4. Voeg informatie toe

Schroom niet om illustraties, definities of kleine schema’s aan je mindmap toe te voegen. Op die manier wordt je mindmap straks namelijk ook echt een hulpmiddel bij het leren.

Die creatieve component van het mindmappen is op papier juist weer wat handiger dan met een computerprogramma. Op de computer maak je minder makkelijk associatieve tekeningetjes die je aan de mindmap kunt toevoegen.

Hieronder zie je een voorbeeld van een getekende mindmap rondom het concept time management, waarvan je je kunt voorstellen dat het lastig is om deze op de computer te maken.

Mindmapping op de computer

Er zijn allerlei programma’s beschikbaar om mee te mindmappen. Meestal bieden die wat minder ruimte aan je creativiteit, maar ze zijn wel heel handig om snel een conceptueel overzicht van een stuk tekst te maken. Hieronder een aantal opties die makkelijk te vinden zijn op internet, en gratis zijn in gebruik.

• MindMapple installeer je op je eigen computer, is geschikte voor de meeste besturingssystemen en biedt de mogelijkheid om ook met afbeelding te werken.
• Bubble.us is een bekende online dienst om te mindmappen. Je mag er wel maar drie maken, maar de bediening is zeer eenvoudig.
• Text 2 Mindmap is een online dienst waarin je samenvattingen kunt plakken die vervolgens al deels naar een mindmap worden vertaald waarin je zelf verder kunt werken. 
• Mindmeister is een uitgebreide online dienst die tevens een app bieden voor op  verschillende besturingssystemen.

Aan de slag

Kies voor pen en papier, of voor 1 van de programma’s en maak een mindmap over biomechanica. Zorg ervoor dat het je helpt om de conclusie te begrijpen. Het doel van de mindmap is dat jij als trainer straks de kennis van biomechanica in de praktijk kan toepassen. Je zal geen formules gaan toepassen, maar je moet kunnen uitleggen waarom je met een lateral raise zoveel minder gewicht kan verplaatsen dan met een overhead dumbbell press.